SURA(AYA SURA(AYA #"$
#"$
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM GETARAN P-3 LAPORAN RESMI PRAKTIKUM GETARAN P-3
GROUND VIBRATION GROUND VIBRATION Disusun Oleh : Disusun Oleh : F FRREELLY Y NNOOVVIIAANNTTI I RRAAHHAAYYUU NNRRPP. . !!""3 3 ""### # ""##$$ Asis%en : Asis%en : D
PROGRAM STUDI S-" TEKNIK FISIKA 'URUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEM(ER SURA(AYA
#"$
ABSTRAK
Ground vibration adalah gelombang yang bergerak di dalam tanah disebabkan oleh adanya sumber energi. Dalam laporan ini terdapat percobaan untuk mengetahui pengaruh sumber getaran terhadap struktur tanah dan mencari nilai koefisien redaman ground vibration. Berdasarkan hasil percobaan diperoleh dua nilai koefisien redaman ground vibration yaitu
α1,2
sebesar 3,458821, !1,3 sebesar 5,41"443 danα2,3
sebesar ",3"#$#5. Dari percobaan %uga diketahui bah&a ground yang digunakan tidak baik untuk meredam sumbergetar karena memiliki nilai koefisien redam %auh dari 1.
'ata kunci ( 'oefisien redaman, ground vibration, sumber getar
ABSTRACT
Ground vibration is a wave that moves in the soil caused
by the energy source. In this report there is an
experiment to determine the effect of vibration source to
the soil structure and search for ground vibration
damping coefficient. Based on the experimental results
obtained by two ground vibration damping coefficient
α1,2is
3,45!"#, $",3 is 5,4"%443# and α2,3 is %,3%&'&5#.(rom the experiment is )nown that the ground is not good ground because the daping coefficient is more than ".
KATA PENGANTAR
)u%i syukur ke hadirat *uhan +ang aha -sa atas berkat dan karunia/ya sehingga 0aporan esmi )raktikum
etaran ini dapat terselesaikan tepat pada &aktunya.
Dalam kesempatan kali ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada(
1. Dosen penga%ar mata kuliah etaran. 2. sisten 0aboratorium ibrasi.
)enyusun menyadari masih terdapat kekurangan dalam pembuatan laporan ini baik dari segi materi maupun penya%ian. 6leh karena itu penyusun mengharapkan kritik dan
saran yang bersifat membangun.
khir kata penyusun berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi penyusun sendiri khususnya dan pembaca pada umumnya. 7urabaya, 1$ Desember 2$15 )enulis DAFTAR ISI 0/ 9:D:0...i B7*'...ii -B/0-1/ ...iii '* )-//*...i; D* <7<...; D* B...;ii D* *B-0... ;iii
BB < )-/D:0:/...1 1.1 0atar Belakang...1 1.2 umusan asalah...1 1.3 *u%uan...2 1.4 7istematika 0aporan...2 BB << D7 *-6<...3 2.1 Ground 2ibration...3
2.2 'riteria 7tandar etran...4
2.3 'egunaan *iang )ancang...#
2.4 Koefsien
Redaman...6
BB <<< -*6D606< )'*<':... 3.1 )eralatan dan Bahan... 3.2 )rosedur )ercobaan... BB < /0<7 D* D/ )-B7/...11 4.1 nalisa Data... 11 4.2 )embahasan...1
2
BB )-/:*:)...13
5.1 'esimpulan...13
5.2 7aran...13
D* ):7*'...15
0)</...DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 'ur;a Baku getaran untuk kenyaman dan kesehatan=============..5 Gambar 3. 17kema pengambilan data praktikum===.1$
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Baku etaran untuk 'enyamanan dan kesehatan=5 Tabel 4. 1 asil percobaan =============11 Tabel 4.2
Nilai
Redaman………11
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belaka!
)ada era saat ini pengembangan dalam pembangunan dan infrastruktur mengalami peningkatan yang cukup pesat, hal ini dikarenakan dalam aplikasi dan ilmu bidang ini sangat berperan penting, salah satu bidang ilmu yang digunakan dalam penerapan pembangunan dan infrastruktur yaitu tentang penelitian ground vibration. Dimana dalam bidang ilmu ini menerapkan tentang bagaimana menangani dan memberikan rekomendasi perhitungan dalam memperkirakan ge%ala akibat perambatan vibrasi yang dihasilkan dalam pembangunan,
sehingga memiliki tingkat keamanan yang tinggi ketika diterapkan, misalkan diterapkan pada kontruksi gedung, %alan raya, rel kereta api, dll. aka dari itu perlu adanya analisa ground vibration pada semua hal tersebut.
1.2 R"m"#a Ma#ala$
umusan masalah pada praktikum kali ini ialah sebagai berikut.
a. Bagaimana pengaruh sumber getaran terhadap struktur ground >
b. Bagaimanacara memperoleh nilai koefisien redaman pada ground >
1.3 T"%"a
Berdasarkan rumusan masalah diatas maka tu%uan dari praktikum kali ini adalah sebagai berikut.
a. enganalisa pengaruh sumber getaran terhadap struktur ground .
b. emperoleh nilai koefisien redaman pada ground .
1.4 S&#temat&ka La'(ra
akalah ini terdiri dari lima bab. Bab < yaitu )endahuluan yang terdiri dari latar belakang masalah,rumusan masalah, tu%uan percobaan, dan sistematika laporan. 7edangkan Bab << adalah Dasar *eori yang menun%ang percobaan.Bab <<< men%elaskan tentang etodologi percobaan yang berisi peralatan dan prosedur percobaan. 7elan%utnya, Bab < merupakan nalisa Data dan )embahasan )ercobaan. 7erta Bab yang terdiri atas 'esimpulan dan 7aran.
BAB II
2.1 Ground Vibration
etaran *anah ?Ground 2ibration@ adalah gerakan bumi yang ter%adi akibat perambatan gelombang seismik di ba&ah tanah. 'egiatan peledakan selalu menghasilkan gelombang sismik. *u%uan peledakan umumnya untuk memecahkan batuan. 'egiatan ini membutuhkan se%umlah energi yang cukup sehingga melebihi atau melampaui kekuatan batuan atau melampaui batas elastis batuan.
*ingkat getaran dipengaruhi oleh 2 faktor utama yaitu ( 9umlah bahan peledak A &aktu tunda ?1harge eight er elay@, 9arak )engukuran. 7emakin banyak bahan peledak maka semakin tinggi nilai kecepatan partikel puncak,dan semakin %auh %arak pengukuran peledakan maka semakin rendah nilai partikel puncak. Dengan menggunakan u%i berbagai scale distance disuatu daerah maka akan diperoleh persamaan yang akan digunakan untuk memperkirakan tingkat
getaran yang akan ter%adi.
Dalam teori getaran ada tiga macam gelombang yaitu(
a. elombang tekan ?compressive wave@ adalah gelombang yang menghasilkan pemadatan dan pemuaian pada daerah yang sama dengan arah perambatan gelombang.
b. elombang geser ? shear wave@ adalah gelombang yang melintang ?trans;ersal@ yang bergerak tegak lurus pada arah perambatan gelombang.
c. elombang permukaan ?surface &a;e@ adalah gelombang yang merambat diatas permukaan batuan tetapi tidak menembus batuan. 'etiga %enis gelombang getar tersebut dapat dikelompokkan dalam gelombang badan dan gelombang permukaan. elombang badan merambat melalui tubuh dari batuan atau tanah. 7alah satu %enis
gelombang badan adalah )a;es yang menyebabkan tekanan pada arah perambatan gelombang.
etaran tanah ? ground vibration@ ter%adi pada daerah elastis. )ada daerah ini tegangan yang diterima material lebih kecil dari kuat tarik material sehingga hanya menyebabkan perubahan bentuk dan ;olume. 7esuai dengan sifat elastis material maka bentuk dan ;olume akan kembali pada keadaan semula setelah tidak ada tegangan yang beker%a. Ground vibration dapat diprediksi dengan menggunakan teori yang dikemukakan oleh eorge Berta ?1$@.
etaran bukanlah fenomena harmonik sederhana, tetapi hasil dari ;ariasi komponen dengan berbagai %enis frekuensi. rekuensi getaran tergantung terutama pada karakteristik batuan baik pada titik ledakan dan di lokasi merekam
getarannya dan itu %uga tergantung pada %arak dari titik peledakan. Dalam tanah tidak dikonsolidasi ?terutama %ika
mengandung air@ dapat menghasilkan getaran dengan frekuensi rendah . 7edangkan dalam batuan kompak getaran frekuensi tinggi yang dihasilkan. rekuensi getaran men%adi semakin rendah terutama karena lapisan tanah menyerap frekuensi tinggi dan oleh karena itu gelombang frekuensi yang lebih tinggi dilemahkan dengan cepat. *eori ini mempertimbangkan beberapa faktor antara lain( faktor impedansi, faktor coupling , faktor perubahan, %umlah bahan peledak yang digunakan, energi per unit massa bahan peledak, %arak, bobot isi.
2.2 Kr&ter&a Sta*ar Getara
'riteria 7tandar etaran di <ndonesia :ntuk 'enyaman Dan 'esehatan 7edangkan untuk melakukan analisis tingkat getaran berdasarkan tingkat kenyamanan dan kesehatan
terhadap manusia maka di gunakan acuan 'epmen 0ingkungan idup/o.4Aen0A11A1#. Baku tingkat getaran mekanik dan getaran ke%ur adalah batas maksima tingkat getaran mekanik yang diperbolehkan dari usaha atau kegiatan pada media padat sehingga tidak menimbulkan gangguan terhadap kenyamanan dan kesehatan serta keutuhan bangunan.
Tabel 2.1 Baku etaran untuk 'enyamanan dan kesehatan
)ada *abel 2.1 menun%ukkan baku tingkat getaran untuk kenyaman dan kesehatan. Dari table ini %uga dapat diketahui daerah mana yang memiliki kategori tingkat getaran yang tidak mengganggu, mengganggu, tidak nyaman, menyakitkan berdasarkan tiap frekuensi getaran yang ada.
Gambar 2.1 'ur;a Baku getaran untuk kenyaman dan kesehatan
2.3 Ke!"aa T&a! Pa+a!
*iang pancang umumnya digunakan(
a. :ntuk mengangkat bebanbeban konstruksi diatas tanah kedalam atau melalui sebuah stratumAlapisan tanah. Di dalam hal ini beban ;ertikal dan beban lateral boleh %adi terlibat.
b. :ntuk menentang gaya desakan keatas, gaya guling, seperti untuk telapak ruangan ba&ah tanah diba&ah bidang batas air %enuh atau untuk menopang kakikaki menara terhadap guling.
c. emampatkan endapanendapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui kombinasi perpindahan isi tiang pancang dan getaran dorongan. *iang pancang ini dapat ditarik keluar kemudian.
d. engontrol lendutanApenurunan bila kaki kaki yang tersebar atau telapak berada pada tanah tepi atau
didasari oleh sebuah lapisan yangkemampatannya tinggi.
e. embuat tanah diba&ah pondasi mesin men%adi kaku untuk mengontrol amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut.
f. 7ebagai faktor keamanan tambahan diba&ah tumpuan %embatan dan atau pir, khususnya %ika erosi merupakan persoalan yang potensial.
g. Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan bebanbeban di atas permukaan air melalui air dan kedalam tanah yang mendasari air tersebut. al seperti ini adalah mengenai tiang pancang yang ditanamkan sebagian dan yang terpengaruh oleh baik beban ;ertikal ?dan tekuk@ maupun beban lateral.
2.4 K(e,&#&e Re*ama
/ilai koefisien redaman pada ground yang baik harus mendekati nilai 1. Dengan endekati koefisien redaman 1 maka dapat meminimalisir ter%adinya kerusakan pada bangunan disekitarnya. asil pengukuran ground %uga dapatdibandingkan dengan hasil pengukuran ;ibrasi struktur dari bangunanbangunan di sekitarnya. 7ehingga dapat diketahui apakah struktur bangunan tersebut mampu menahan propagasi getaran dari sumber getar yang sebelumna telah melalu medium ground. :ntuk mendapatkan koefisien redaman pada ground dapat dihitung dengan rumus (
2C1e !?21@=====.?1@
'eterangan (
2 C article ea) 2elocity, amplitude tertinggi pada
1C article ea) 2elocity, amplitude tertinggi pada
getaran dalam satuan 'ecepatan getar pada titik pertama ?mmAs@
! C 'oefisien redaman ;ibrasi ground ?$ ! 1@ 2 C %arak titik 2 terhadap titik nol ?m@
1C %arak titik 1 terhadap titik nol ?m@
Dari hasil pengukuran di lapangan diapatkan data percepatan 0oot ean 6uare ?7@ ibrasi yaitu nilai akar
ratarata dari puncak ;ibrasi terhadap &aktu ?mmAs2@ dan nilai
ea) article 2elocity ?))@, yaitu amplitude tertinggi pada getaran dalam satuan kecepatan getar ?mmAs@. /ilai )) bisa diperoleh dengan menurunkan satuan dari percepatan getar men%adi kecepatan getar partikel. 7emakin besar nilai 7 percepatan getar dan nilai )), maka semakin besar energi
Halama && #e!a%a *&k(#(!ka
BAB III
MET)D)L)GI PRAKTIKUM
3.1 Peralata*aBa$a
)eralatan yang digunakan dalam melaksanakan percobaan ini adalah sebagai berikut(
a. 3 buah linggis
b. 1 buah batu besar c. 7ensor accelerometer
d. odul DE e. 0apangan luas
3.2 Pr(#e*"rPer+(baa
)rosedur yang dilakukan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut(
a. lat dan bahan dipersiapkan
b. )asak 1, 2, dan 3 ditanam hingga pasak tersebut cukup mampu untuk berdiri tegak yaitu seperempat pan%ang tertanam seperti pada gambar 3.1.
c. 7ensor accelerrometer masingmasing disambungkan dengan arah pengukuran yang sama untuk sumbu F. d. -ccelerometer disambungkan ke DE dan ground
vibration di laptop.
e. Batu di%atuhkan pada ketinggian 1 meter sebagai sumber getaran seperti pada gambar 3.1.
f. Data diambil dari DE dan dicatat nilai 7 dan )) pada tiap pasak.
g. 0angkah c sampai f diulangi untuk sumbu y dan sumbu G.
h. /ilai koefisien ground ?!@ dihitung dengan rumus dan dianalisa pengaruh sumber getaran terhadap struktur
Gambar 3. 27kema pengambilan data praktikum
BAB
4.1 Aal&#a Data
)ada praktikum getaran tentang ground vibration ini diperoleh data berupa nilai )) pada tiap sumbu F, y, dan G sebagai berikut.
Tabel 4. 2 asil percobaan Pa#ak ara
k #"mb"/0 #"mb"/ #"mb"/ Re#"lta 1 $,3 $,$214"3 $,$$8#54 $,$81" $,$841" 2 $,# $,$$4228 $,$$3#4 $,$4215 $,$4254" 3 $, $,$$328 $,$$25 $,$$3#1 $,$$5" Dari data diatas dapat dihitung nilai koefisien redaman dengan persamaan
A 2= A 1
(
R1R2
)
0.5
e−α ( R2− R 1)
Sehingga didaa!"an nilai #edaman se$agai
$e#i"%!&
Tabel 4.2
Nilai Redaman
Al,a AA RR N&la& Al,a 1,2 $,5$1$38 2 2 3,458821 1,3 $,$#"12" # 3 5,41"443 2,3 $,133"" 1,5 ",3"#$#5
'a#i da!a dia!as daa! diliha! $ah(a !e#)adi
"enai"an nilai "oefsien #edaman da#i
!1,2 H !1,3 dan!2,3.
4.2 Pemba$a#a
)ada percobaan ground vibration dilakukan dengan mengukur )) pada 3 buah pasak dengan %arak antar pasaknya $,3 m dan %arak sumber getaran dengan pasak pertama $,3 m. Dilakukan tiga kali pengukuran pada masing
masing sumbu pasak yaitu sumbu F, y, dan G kemudian dicari resultannya untuk menghitung nilai koefisien redaman ground vibration. Berdasarkan hasil analisa data diperoleh dua koefisien ground vibration, yaitu !1,2 yang merupakan
koefisien antara pasak 1 dengan pasak 2 sebesar 3,458821, !1,3 yang merupakan koefisien antara pasak 1 dengan pasak 3
sebesar 5,41"443, dan !2,3 yang merupakan koefisien antara
pasak 2 dengan pasak 3 sebesar ",3"#$#5. Dari hasil yang didapat nilai ground vibration %auh dari nilai 1 ?nilai koefisien redam yang baik@ sehingga dapat dilihat bah&a ground yang digunakan tidak baik dalam meredam getaran.
BAB -PENUTUP 5.1 Ke#&m'"la
dapun kesimpulan yang didapat adalah (
a. /ilai koefisien redaman yang didapat adalah !1,2 sebesar 3,458821, !1,3 3 sebesar 5,41"443, dan !2,33 sebesar ",3"#$#5.
b. Ground yang digunakan saat percobaan tidak baik untuk meredam sumber getar
5.2 Sara
dapun saran dari praktikum ini adalah (
a. )eralatan yang digunakan untuk melakukan percobaan agar dicek terlebih dahulu kondisinya.
DAFTAR PUSTAKA
I1J nonim. odul 73Ground 2ibration !'"57!'"&. 7urabaya. 0aboratorium ibrastic 9**<<*7.
I2J https(AAmuntohar.&ordpress.comA2$$"A$8A2$Apile dri;ingA ?diakses pada 1$ Desember 2$15 1#.4$ <B@ I3J nonima. 2$15. -nalisis engaruh ola 0ang)aian
eleda)an terhadap ting)at Getaran tanah Ground vibration. Dikutip dari :0( http(AAid.scribd.comAdocA12""34#4Analisis
)engaruh)olaangkaian)eledakanterhadap tingkatetarantanahround;ibrationKscribd. Diakses pada " Desember 2$15.
